Optatec 2016 Neue Fertigungsprozesse für Mikrolinsen

Redakteur: Beate Christmann

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat gemeinsam mit seinen Partnerunternehmen Polyoptics sowie Arburg neue Konzepte zur Produktion hochpräziser Mikrolinsensysteme entwickelt. Auf der Optatec 2016 zeigen sie anhand einer Spritzgießmaschine wie sich Mikrolinsen mit einem Durchmesser von 2 mm zuverlässig produzieren lassen und wie Fertigungstoleranzen kompensiert werden können.

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Spritzgießwerkzeug für hochpräzise Mikrooptiken.
Spritzgießwerkzeug für hochpräzise Mikrooptiken.
(Bild: Fraunhofer-IPT)

Es ist ein schwieriger Fertigungsprozess, der immer wieder zu Fehlproduktionen und damit Ausschussware führt: die Produktion mikrooptischer Mehrfachlinsen-Systeme. Aufgrund der steigenden Anforderungen stoßen die bisherigen Produktionstechnologien immer öfter an ihre Grenzen: Bei der geforderten hohen Präzision liegt die Ausschussrate in der Herstellung solcher Systeme oft bei bis zu 40 %.

Doch besonders bei optischen Messverfahren in der Sensortechnologie finden mikrooptische Mehrfachlinsen-Systeme Anwendung. Aber auch in Smartphones und zahlreichen weiteren Produkten der Unterhaltungselektronik bieten großes Potenzial für Produktinnovationen. Immer höhere Auflösungen von Kamerachips und Bildschirmen, ebenso wie der Einsatz leistungsfähiger Sensoren zur 3D-Gestenerkennung oder Iris-Detektion, wecken bei den Herstellern den Bedarf nach qualitativ hochwertigen Einzelkomponenten und sensorgestützten, funktionsorientierten Montageprozessen.

Ausschussraten senken

Gemeinsam mit seinen Partnerunternehmen Polyoptics und Arburg hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT neue Konzepte für die Herstellung und Montage hochpräziser Mikrolinsensysteme aus Kunststoff entwickelt. Damit sollen sich Mikrolinsen mit einem Durchmesser von nur 2 mm in höchster Qualität herstellen lassen. Das Team setzt dazu unter anderem auf ein serientaugliches Werkzeug-Konzept für den Spritzguss, mit dem sich die Kunststofflinsen mit höchster Qualität produzieren lassen sollen.

Darüber hinaus wollen die Forscher einen Weg gefunden haben, wie es mit intelligenten aktiven Montageprozessen gelingen kann, Fertigungstoleranzen zu kompensieren. Dadurch ließe sich nicht nur die Produktqualität verbessern, sondern auch die Ausschussrate senken.

Jedoch sind die Arbeiten nicht abgeschlossen. Im Rahmen des Forschungsprojekts „Hi-Tec-Mass – Effiziente Massenproduktion mikrooptischer Hochtechnologiemodule“ des Förderprogramms „Leitmarkt-Produktion-NRW“ wollen der Optikhersteller Polyoptics und das Fraunhofer-IPT weiter an neuen Technologien und Prozessen forschen, die die Ausschussrate zur Herstellung von mikrooptischen Hochtechnologiemodulen auf einen niedrigen einstelligen Prozentbereich senken sollen.

Optatec 2016: Halle 3, Stand D50

Auf der Optik-Fachmesse Optatec, die vom 7. bis 9. Juni 2016 auf dem Gelände der Messe Frankfurt stattfinden wird, zeigen die Partner ihre aktuellen Ergebnisse. Anhand einer Spritzgießmaschine vor Ort demonstrieren sie der Öffentlichkeit einen neuen Fertigungsprozess von Mikrolinsen. Zusätzlich werden am Fraunhofer-Messestand D50 in Halle 3 Möglichkeiten zur Prozessverkettung und zur Assemblierung der Linsensysteme präsentiert.

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